Fils aîné de Claude Le Peletier et de Marguerite Fleuriau. Il est donc le neveu de Michel Le Peletier de Souzy. Destiné à l'Église, il reçoit en commende, dès 1678, l'abbaye Saint-Vincent de Metz qu'il échange ensuite contre abbaye Notre-Dame de Jouy près de Provins où il est mentionné en 1682. C'est là qu'il est ordonné.

Il est nommé par le roi Louis XIV, grâce à l'intervention de son père, évêque d'Angers le 15 octobre 1692 et consacré le 16 novembre suivant par Charles-Maurice Le Tellier archevêque de Reims. Il démissionne de son évêché le 7 juin 1706 afin d'être transféré dans le diocèse d'Orléans selon la volonté du Roi, mais il meurt le 9 août suivant à la suite d'une intervention chirurgicale, en pleine force de l'âge. Il est inhumé dans la chapelle familiale de l'église de Saint-Gervais de Paris.
Elu au siège I de l'Académie d'Angers en 1692, il en fut directeur de 1693 à 1694.